РЕФЕРАТ

на тему:

“Формати відео файлів, кодеки.

Програми опрацювання відео”

ПЛАН

1. Цифрове відео

2. MPEG-1

3. MPEG-2

4. MPEG-4

5. MPEG Layer 3, і не тільки

6. Програми для роботи з цифровим відео

Список використовуваної літератури

1. Цифрове відео

Недоліки, властиві аналоговому способу відтворення відео, зрештою
привели до розробки цифрового відеоформату. На зміну аналоговому відео
прийшло цифрове. В області професійного відео застосовується кілька
цифрових відеоформатів: D1, D2, Digital BetaCam і ін. На відміну від
аналогового відео, якість якого падає при копіюванні, кожна копія
цифрового відео ідентична оригіналу.

Хоча сучасний відеоряд базується на цифровій основі, практично всі
цифрові відеоформати дотепер як носії вихідного сигналу використовують
плівку з послідовним доступом. Тому більшості професіоналів в області
відео усе ще звичніше працювати з плівкою, ніж з комп’ютером.

Звичайно, плівка як джерело даних все ще залишається більш кращою, ніж
твердий диск комп’ютера, оскільки вміщає значно більший обсяг даних. Але
зате для цифрового відеомонтажу використання комп’ютерів дає ряд
істотних переваг: не тільки забезпечує прямий доступ до будь-якого
відеофрагменту (що неможливо при роботі з плівкою, оскільки до
необхідних ділянок можна добратися лише послідовно переглядаючи
відеоматеріал), але і припускає широкі можливості обробки зображення
(редагування, стискання).

Це досить вагомі причини для переходу відеовиробництва з традиційного
устаткування на комп’ютерне.

Комп’ютерне цифрове відео являє собою послідовність цифрових зображень і
зв’язаний з ними звук. Елементи відео зберігаються в цифровому форматі.

Існує безліч способів захоплення, збереження і відтворення відео на
комп’ютері. З появою комп’ютерного цифрового відео стихійно стали
виникати найрізноманітніші формати представлення відеоданих, що спочатку
привело до деякої плутанини і викликало проблеми сумісності. Однак в
останні роки завдяки зусиллям Міжнародної організації по стандартизації
(ISO — International Standards Organisation) вироблені єдині стандарти
на формати відео даних.

2. MPEG-1

Якісні параметри відеоданих, оброблених MPEG-1, у аналогічні звичайному
VHS-відео, тому цей формат застосовується в першу чергу там, де незручно
чи непрактично використовувати стандартні аналогові відеоносії.

Відеокіоски

Відеокіоски (чи інформаційні кіоски) дають можливість по-новому
організувати й автоматизувати сервіс у рамках однієї організації.
Особливо це важливо для роздрібних магазинів, автомобільних салонів,
банків і музеїв. Продавець не завжди здатний приділити досить уваги
відразу декільком клієнтам, найчастіше від не має можливості докладно
розповісти про всі особливості того чи іншого продукту чи наочно й
ефектно його продемонструвати. А відеокіоск завжди під рукою. У ньому
можна розмістити не тільки докладну інформацію про наявні продукти і
послуги, але і включити туди інтерактивні відеофільми, що дозволяють
просто і наочно відповісти на багато питань. До прикладу: “Які у вас э
моделі автомобілів?” , “Розповісти про їхні особливості”, “Який колір я
можу вибрати?”. Інформація, що виводилася у виді слайдів і супровідного
тексту, тепер стає більш доступною й ефектнивною завдяки впровадженню
повноекранного відео. Використовуючи MPEG-1, розроблювач регулярно і без
особливих додаткових витрат можуть додавати вміст відеокіоску. Розвиток
програмних засобів і еволюція користувальницького інтерфейсу ведуть до
все більш вражаючих можливостей інтерактивності.

Відео за вимогою (Video on Demand)

Термін «відео за вимогою» з’явився порівняно недавно. На початку
подібний сервіс можна було зустріти тільки в дорогих готелях, а тепер
вже відбувається реалізація глобальної ідеї про інтерактивну цифрову
систему, завдяки якій будь-який користувач зможе запросити який-небудь
фільм чи передачу у визначений час і прямо на будинок. Сучасні
технології дозволяють говорити про цей проект як про прийдешню
реальність, хоча до появи подібного пристрою в широкому вжитку пройде ще
кілька років.

Відео по телефону

Деякі телефонні компанії зараз розробляють системи, що дозволяють
одержувати фільми по звичайній телефонній лінії. Правда, приходитися
враховувати обмежену пропускну здатність наявних телефонних комунікацій,
але повсюдне впровадження стандарту ISDN і інших нових технологій
зв’язку допоможе вирішити цю проблему.

Навчання

Ринок тренажерів і інтерактивних навчальних комплексів зараз бурхливо
розвивається. Раніше для подібних задач використовується аналогові
відеосистеми і лазерні диски. Стандарт MPEG став ідеальною
альтернативою, тому що ця технологія при більш низьких витратах дає
цілий ряд переваг: транспортабельність і компактність, простота
модернізації і можливість працювати в мережі.

Презентації

Корпоративний ринок ставить все більші вимогливі до якості і технічних
можливостей презентаційного устаткування. Більшість нових програмних
пакетів, призначених для подібних цілей, підтримують роботи у відео, у
тому числі й у форматі MPEG.

Відеобібліотеки

Організації, що мають великі відеоархіви, можуть істотно виграти,
перекодувавши їх у цифровий формат і помістивши їх на чи CD-носії на
спеціальний сервер. На відміну від аналогових носіїв даний метод
гарантує тривале збереження, багаторазове програвання без втрати якості
і швидкий доступ до будь-якого фрагменту. До того ж, володіючи подібним
відеоматеріалом, ви легко можете відкрити обмежений доступ до нього
через локальну мережу (інтранет) чи через WWW. Тому музеї, бібліотеки,
державні підприємства і наукові організації, так само як рекламні фірми
й інформаційні агентства, переходять зараз на цифрове відео.

3. MPEG-2

Специфікація MPEG-2 має на увазі використання високих розрішень для
досягнення максимальної якості зображення, тому цей формат
застосовується в першу чергу професіоналами.

Кабельне телебачення (CATV: Cable Television)

Ідея перевести кабельне телебачення на цифрове віщання напрошується сама
собою. Наявні магістралі для передачі відеосигналу цілком можуть
витримати інтенсивність і обсяг даних, необхідні для віщання MPEG-відео
високого розрішення (MPEG-2). Уже найближчим часом повинні з’явитися
перші подібні системи, і тоді користувач реально зможе приймати
телепередачі у високому розрішенні зі стереозвуком і навіть Dolby
Surround.

Спрямоване супутникове віщання (DBS: Direct Broadcast Satellite)

Консорціум Hughes/USSBзбирається використовувати MPEG-2 для спрямованого
віщання. Компанія Thomson уже робить спеціальні декодери, установивши
які можна приймати до 150 каналів. Правда, такі системи працюють поки
тільки в Північній Америці.

ТВЧ – телебачення високої чіткості (HDTV: High-Definition Television)

У США створений консорціум компаній (U.S. Grand Alliance), що розробляє
новий стандарт HDVN для телебачення високого розрішення. У ньому буде
використовуватися MPEG-2 з підтримкою з підтримкою наступних режимів:
1440х960 при 30 гц і 1270х720 при 60 гц. Легко собі представити, як
висока якість зображення і звуку в подібних телепередачах.

4. MPEG-4

Основи розробки стандарту MPEG-4 закладені групою вчених з MPEG ще в
1993 році, і вже до кінця 1998 року відбулося утвердження першого
стандарту. Згодом стандарт неодноразово допрацьовувався, у 1999 році
одержав офіційний статус і потім був стандартизований з боку ISO/IEC.

Метою створення MPEG-4 було вироблення стандарту кодування, що
забезпечив би розроблювачам універсального засобу стискання відеоданих,
що дозволяє обробляти аудіо- і відеодані як природного (знятого за
допомогою відеокамери чи записаного за допомогою мікрофона), так і
штучного (синтезованого чи згенерованого на комп’ютері) походження.  Це
обставина кардинальним чином відрізняє MPEG-4 як відеостандартів
попередників MPEG-1 і MPEG-2, у яких ефективний стиск даних досягається
лише стосовно до природного відео й аудіо.

MPEG-4 забезпечує необхідні засоби для опису взаємного розташування
об’єктів (елементів) сцени в просторі і часі з метою їхній наступного
представлення потенційним глядачам у ході відтворення. Зрозуміло, таке
трактування припускає поділ сцени на складові її об’єкти, що саме по
собі є дуже трудомісткою задачею, до якої, по суті, і зводиться MPEG-4
кодування. Крім того, при розробці стандарту MPEG-4 зважувалися проблеми
забезпечення відтворення об’єктів сцени в різних умовах пропускної
здатності мереж передачі даних. Був розроблений формат, що допускає
«універсальний доступ» до мультимедійної інформації з урахуванням
можливих обмежень смуги пропущення, що виникають у мережах при самих
різних умовах. Іншими словами, той самий відеофрагмент може бути
представлений з різною якістю для різних каналів у залежності від їхньої
пропускної здатності.

Кодування у форматі MPEG-4 роздільне. Це означає, що для кодування відео
складової застосовуються одні способи й алгоритми стиску, а для
кодування аудіо складової – інші. Природною витратою такого специфічного
підходу до стиску є необхідність зіставлення двох потоків у ході їх
наступного спільного відтворення в режимі реального часу.

В основу функцій стиску відео складової стандарту MPEG-4 була покладена
технологія застосування цілого арсеналу алгоритмів стиску,
застосовуваних як у залежності від вихідної якості і природи стисливого
відеофрагмента, так і в сукупності і (чи) послідовно обробних вихідне
відео за допомогою різних по природі алгоритмів стиску. Це методи
прогресивного і словникового кодування, кодування  з використанням
черезрядкового сканування, технології RLE (Run Length Encoding),
технології векторної квантизації (Vector Quantization), а також усілякі
перетворення (Фур’є, Дискретне Косинусне, Wavelet).

5. MPEG Layer 3, і не тільки

Для ефективного кодування аудіоданних застосовуються найбільш
прогресивні методи, в основі яких лежить властивість їх універсальності
і незалежності від якості вихідного звукового фрагмента, так само як і
результуючого, у залежності від установок, застосовуваних у ході стиску.

В даний час найбільш відомі mp3, wma і divx audio. Усі вони
використовують так зване кодування для сприйняття (perceptual coding),
при якому зі звукового сигналу віддаляється інформація, малопомітна для
слуху. У результаті, незважаючи на зміну форми, і спектра сигналу, його
слухове сприйняття практично не міняється, а ступінь стиску виправдує
незначне зменшення якості. Таке кодування відноситься до методів стиску
з утратами, коли зі стиснутого сигналу вже неможливо точно відновити
вихідну хвильову форму.

Прийоми видалення частини інформації базуються на особливостях людського
слуху, так званого маскування: при наявності в спектрі звуку виражених
піків (переважних гармонік) більш слабкі частотні складові в
безпосередній близькості від них на слух практично не сприймаються
(маскуються). При кодуванні весь звуковий потік розбивається на дрібні
кадри, кожний з який перетвориться в спектральне представлення і
поділяється на ряд частотних смуг. Усередині смуг відбувається
визначення і видалення маскируемих звуків, після чого кожен кадр
піддається адаптивному кодуванню прямо в спектральній формі. Усі ці
операції дозволяють значно (у кілька разів) зменшити обсяг даних при
збереженні якості, прийнятного для більшості слухачів.

Кожний з описаних методів кодування характеризується швидкістю бітового
потоку, з яким стиснута інформація повинна надходити в декодер при
відновленні звукового сигналу. Декодер перетворить серію стиснутих
миттєвих спектрів сигналу в звичайну цифрову хвильову форму. У кожнім чи
відео аудио потоці міститься значна кількість надлишкової інформації, що
незалежно від її чи присутності відсутності не може бути сприйнята
людським чи вухом оком.

Інформація в MPEG-файлі записана послідовними блоками — кадрами
(frames), що послідовно зчитуються, а потім декодуються. Природно, що
чим більше потік, тим більша кількість інформації залишається у файлі і
відповідно тим більше представлення про оригінальний звук у ньому
міститься. Аудіоінформація, стиснута за даною схемою, може передаватися
потоком (streaming), а може зберігатися у файлах формату MP3 чи WAV-MP3.
Відмінність другого від першого складається в наявності додаткового
заголовка WAV-файлу, що дозволяє при наявності MP3-кодека в системі для
роботи з таким файлом використовувати стандартні засоби Windows.

Основна ідея, на якій засновані всі методики стиску аудіо сигналу з
втратами, — відмовлення від кодування тонких деталей звучання оригіналу,
що лежать поза межами можливостей людського слуху.  Звуки, що
знаходяться на границях різких перепадів рівня: після дуже голосного
звуку протягом невеликого відрізка часу близько 100 мс і перед ним
протягом 5 мс, людське вухо нездатне сприймати інші, більш тихі звуки.
При цьому звичайно мають на увазі можливості свідомого сприйняття,
ігноруючи часто зустрічається ефект під граничного сприйняття різних
дрібних, порівняно тихих деталей; з їх допомогою, наприклад, нерідко
забезпечується емоційне забарвлення композиції. Але якщо при кодуванні
все-таки обмежуватися тільки дійсно не сприйманими втратами, то можна
говорити про збереження вихідної якості закодованого аудіо.

6. Програми для роботи з цифровим відео

irtualDub 1.6.5

Нова версія програми, призначена для роботи з відео. Незважаючи на свої
відносно скромні розміри, VіrtualDub є якісним і безкоштовним відео
редактором зі зручним користувальницьким інтерфейсом. При знанні основ
роботи з відео, освоїти всі тонкості обробки й захоплення відеокартинки
із цією програмою не важко буде.

Основні можливості: конвертування відео з одного формату в іншій,
захоплення відео, окрема обробка відео й звукового потоку, поділ AVІ
файлів на частини, з’єднання AVІ файлів, вирізання з AVІ звуку, зміна
затримки звуку, зменшення розмірів відео файлів (якість, природно,
губиться) і т.д. У цій версії поліпшена робота програми з командного
рядка, внесені незначні поліпшення в інтерфейс, поліпшена робота з
форматом, поліпшена робота з гарячими клавішами, виправлені помилки,
внесені інші зміни.

MediaPortal 0.1.2.0

Нова версія мультімедіа — комбайна для операційної системи Wіndows XP,
розповсюджуваного з відкритим вихідним кодом. Функції MedіaPortal
настільки великі, що, використовуючи цю програму, можна відмовитися від
безлічі інших програм для роботи з графікою, відео, аудіо й іншими
мультімедійними файлами.

Програма уміє відтворювати відео й аудіо файли всіх популярних форматів,
включаючи DVD; захоплювати і записувати в режимі реального часу потокове
відео (Lіve TV); організовувати базу мультімедійних файлів, зі своїм
рейтингом, а також швидким пошуком і зручною навігацією; переглядати,
компонувати, перетворювати цифрові фотографії й іншу графіку;
набудовувати і прослухувати радіостанції через FM-тюнер; одержувати з
Інтернету інформацію про погоду і багато чого іншого.

Movie DVD Maker 1.4.6

Movie DVD Maker — програма для роботи з відео, наділена значними
можливостями і досить поміркованою ціною для програм такого рівня!

Дана програма дозволяє проводити професійну обробку відео в домашніх
умовах – монтаж, озвучування, нашарування різноманітних ефектів,
створення DVD-меню.

Результати роботи можна записати на CD або DVD. При наявності відеоплати
з ТВ-тюнером програма може виконуватиь функції віртуального
відеомагнітофона. Особливістю програми є можливість вирізання небажаних
сцен.

СПИСОК ВИКОРИСТОВУВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

Бъерн Страуструп. «Мова програмування C++»

А. Черносвистов. «Visual C++ 7». — Санкт-Петербург. Питер. 2001 р.

Журнал «CHIP». 6.2001. Стр. 124-126.

Журнал «CHIP». 7.2001. Стр. 22-33.

PAGE

PAGE 11

Похожие записи